1、示功图的分析和解释理论示功图 理论示功图就是认为光杆只承受抽油杆柱与活塞截面积以上液柱的静载荷时，理论上所得到的示功图。假设条件1、深井泵质量合格，工作正常 2、不考虑活塞在上、下冲程中，抽油杆柱所受到的摩擦力、惯性力、震动载荷与冲击载荷等的影响，假设力在抽油杆柱中的传递是瞬间的，凡尔的起落也是瞬间的 3、抽油设备在工作中，不受砂、蜡、水、气等因素的影响，认为进入泵内的液体不可压缩 4、油井没有连抽带喷现象5、油井供液能力充足，泵能够完全充满 理论示功图就是认为光杆只承受抽油杆柱与活塞截面积以上 深井泵的活塞在做往复运动。活塞在最低位置时，两个凡深井泵的活塞在做往复运动。活塞在最低位置时，两个
2、凡尔之间有一余隙，此余隙内充满了液体。当活塞下行快接近下尔之间有一余隙，此余隙内充满了液体。当活塞下行快接近下死点时，固定凡尔关闭，游动凡尔打开。此时，活塞上下液体死点时，固定凡尔关闭，游动凡尔打开。此时，活塞上下液体连通，光杆上只承受抽油杆在油中的重量；油管承受了全部液连通，光杆上只承受抽油杆在油中的重量；油管承受了全部液柱重量。当活塞到达下死点开始上行的瞬间，游动凡尔立刻关柱重量。当活塞到达下死点开始上行的瞬间，游动凡尔立刻关闭，使活塞上下不连通。活塞要推动其上的液柱向上移动，这闭，使活塞上下不连通。活塞要推动其上的液柱向上移动，这个液柱的重量就加在活塞上，并经抽油杆加在光杆上。个液柱的重
3、量就加在活塞上，并经抽油杆加在光杆上。1、理论条件下泵的工作过程和负荷的转移情况 深井泵的活PSS活活S光光理论示功图理论示功图 在下死点前后，抽油杆柱上多了一个活塞截面以上液柱的重量在下死点前后，抽油杆柱上多了一个活塞截面以上液柱的重量 油管上少了一个活塞截面以上液柱的重量。这时，就要发生弹性变油管上少了一个活塞截面以上液柱的重量。这时，就要发生弹性变形，油管就要缩短，抽油杆就要伸长。此时光杆虽然在上移，但活形，油管就要缩短，抽油杆就要伸长。此时光杆虽然在上移，但活塞相对于泵筒来说，实际未动，这样就画出示功图中的塞相对于泵筒来说，实际未动，这样就画出示功图中的ABAB斜直线，斜直线，它表示光
4、杆负载增加的过程，称为增载线。它表示光杆负载增加的过程，称为增载线。ABCDP S S 活S 光理论示功图 在下死点前后，抽油杆柱上多了PSS活活S光光理论示功图理论示功图光杆和活塞都在上行ABCDP S S 活S 光理论示功图 光杆和活塞都在上行A B C DPSS活活S光光理论示功图理论示功图光杆和活塞都在上行ABCDP S S 活S 光理论示功图 光杆和活塞都在上行A B C DPSS活活S光光理论示功图理论示功图光杆和活塞都在上行ABCDP S S 活S 光理论示功图 光杆和活塞都在上行A B C DPSS活活S光光理论示功图理论示功图光杆和活塞都在上行ABCDP S S 活S 光理论
5、示功图 光杆和活塞都在上行A B C DPSS活活S光光理论示功图理论示功图光杆和活塞都在上行ABCDP S S 活S 光理论示功图 光杆和活塞都在上行A B C DPSS活活S光光理论示功图理论示功图光杆和活塞都在上行ABCDP S S 活S 光理论示功图 光杆和活塞都在上行A B C DPSS活活S光光理论示功图理论示功图光杆和活塞都在上行ABCDP S S 活S 光理论示功图 光杆和活塞都在上行A B C DPSS活活S光光理论示功图理论示功图光杆和活塞都在上行ABCDP S S 活S 光理论示功图 光杆和活塞都在上行A B C DPSS活活S光光理论示功图理论示功图光杆和活塞都在上行A
6、BCDP S S 活S 光理论示功图 光杆和活塞都在上行A B C DPSS活活S光光理论示功图理论示功图 当弹性变形完毕光杆带动活塞开始上行，固定凡尔打开，液当弹性变形完毕光杆带动活塞开始上行，固定凡尔打开，液体进入泵筒并充满活塞所让出的泵筒空间，此时，光杆出所体进入泵筒并充满活塞所让出的泵筒空间，此时，光杆出所承受的负载，仍和承受的负载，仍和B B点时一样没变化，所以画出一条直线点时一样没变化，所以画出一条直线BCBC。ABCDP S S 活S 光理论示功图 当弹性变形完毕光杆带动活塞开始上行固定凡尔固定凡尔关闭关闭下下游游动动凡凡尔尔打打开开上上游游动动凡凡尔尔打打开开PSS活活S光光理
7、论示功图理论示功图当活塞到达上死点，在转入下行程的瞬间，固定凡尔关闭，当活塞到达上死点，在转入下行程的瞬间，固定凡尔关闭，游动凡尔打开，活塞上下连通。活塞上原所承受的液柱重量游动凡尔打开，活塞上下连通。活塞上原所承受的液柱重量又加在油管上。抽油杆卸掉了这一载荷，油管上加上了这一又加在油管上。抽油杆卸掉了这一载荷，油管上加上了这一载荷，于是二者又发生弹性变形，此时油管伸长，抽油杆柱载荷，于是二者又发生弹性变形，此时油管伸长，抽油杆柱缩短，光杆下行，活塞相对于泵筒没有移动，于是画出了缩短，光杆下行，活塞相对于泵筒没有移动，于是画出了CDCD斜线。它表示光杆上负荷减少的过程。称为减载线。斜线。它表示
8、光杆上负荷减少的过程。称为减载线。ABCD固定凡尔关闭下上P S S 活S 光理论示功图 当活塞到达上死点，在PSS活活S光光理论示功图理论示功图光杆和活塞都在下行ABCDP S S 活S 光理论示功图 光杆和活塞都在下行A B C DPSS活活S光光理论示功图理论示功图光杆和活塞都在下行ABCDP S S 活S 光理论示功图 光杆和活塞都在下行A B C DPSS活活S光光理论示功图理论示功图光杆和活塞都在下行ABCDP S S 活S 光理论示功图 光杆和活塞都在下行A B C DPSS活活S光光理论示功图理论示功图光杆和活塞都在下行ABCDP S S 活S 光理论示功图 光杆和活塞都在下行
9、A B C DPSS活活S光光理论示功图理论示功图光杆和活塞都在下行ABCDP S S 活S 光理论示功图 光杆和活塞都在下行A B C DPSS活活S光光理论示功图理论示功图光杆和活塞都在下行ABCDP S S 活S 光理论示功图 光杆和活塞都在下行A B C DPSS活活S光光理论示功图理论示功图光杆和活塞都在下行ABCDP S S 活S 光理论示功图 光杆和活塞都在下行A B C DPSS活活S光光理论示功图理论示功图光杆和活塞都在下行ABCDP S S 活S 光理论示功图 光杆和活塞都在下行A B C DPSS活活S光光理论示功图理论示功图当弹性变形完毕，活塞开始上行，液体就通过游动凡
10、尔当弹性变形完毕，活塞开始上行，液体就通过游动凡尔向活塞以上转移，此过程中，光杆所受的负荷不变，于向活塞以上转移，此过程中，光杆所受的负荷不变，于是画出直线是画出直线DADA。ABCDP S S 活S 光理论示功图 当弹性变形完毕，活塞开始上行，液体就PSS活活S光光理论示功图理论示功图于是画成一个封闭的曲线，即为示功图。于是画成一个封闭的曲线，即为示功图。ABCDP S S 活S 光理论示功图 于是画成一个封闭的曲线，即为示功图。光杆从下死点又开始新的上行SS活活S光光理论示功图理论示功图PABCD光杆从下死点又开始新的上行S S 活S 光理论示功图P A B C DABCD光杆冲程 活塞冲
11、程 油管缩短和抽油杆伸长 活 塞 截 面 以上液柱重量抽油杆在油中的重量 抽油杆缩短和油管伸长 光杆所受负荷光杆冲程A B C D 光杆冲程 活塞冲程 油管缩短和抽油杆伸长 活塞截面以 理论示功图是在五个假设条件之下，仅仅考虑了抽油杆柱理论示功图是在五个假设条件之下，仅仅考虑了抽油杆柱承受静载荷时作出来的，所以功图是规则的平行四边形。而实承受静载荷时作出来的，所以功图是规则的平行四边形。而实测功图是在砂、蜡、气、水和惯性载荷、震动载荷、冲击载荷测功图是在砂、蜡、气、水和惯性载荷、震动载荷、冲击载荷与摩擦阻力等因素的综合影响之下测出来的，除此之外，还要与摩擦阻力等因素的综合影响之下测出来的，除此
12、之外，还要受到漏失、断脱、碰泵、设备故障、仪器故障的影响，因此实受到漏失、断脱、碰泵、设备故障、仪器故障的影响，因此实测功图比理论功图复杂的多。为了便于分析，我们只介绍典型测功图比理论功图复杂的多。为了便于分析，我们只介绍典型的示功图作为实测功图的理论基础，然后与实测功图结合起来的示功图作为实测功图的理论基础，然后与实测功图结合起来对比分析，说明分析方法和各类图形的特征。对比分析，说明分析方法和各类图形的特征。理论示功图是在五个假设条件之下，仅仅考虑了抽油杆柱承典型与实测示功图 实测正常功图的特点是和理论示功图的差异不实测正常功图的特点是和理论示功图的差异不大，均为近似的平行四边形。大，均为近
13、似的平行四边形。沉没度204 实测正常功图的特点是和理论示功图的差异不大，均为近似 但是由于抽油设备的震动、油井深度使抽油杆柱受到较但是由于抽油设备的震动、油井深度使抽油杆柱受到较大的惯性力，以及冲次的加快，惯性载荷及震动载荷增加，大的惯性力，以及冲次的加快，惯性载荷及震动载荷增加，使图形波动和偏转得更加厉害。一般来说，功图中上下波形使图形波动和偏转得更加厉害。一般来说，功图中上下波形的平均线平行，左右曲线平行，所不同的是：上下负荷与基的平均线平行，左右曲线平行，所不同的是：上下负荷与基线不平行，成一个夹角。线不平行，成一个夹角。但是由于抽油设备的震动、油井深度使抽油杆柱受到较大的 随着冲次的
14、加快，惯性载荷和震动载荷也相应增加。随着冲次的加快，惯性载荷和震动载荷也相应增加。NoImageNoImagen=4n=6n=9n=12 随着冲次的加快，惯性载荷和震动载荷也相应增加。n=4 对于抽油井来说，油井结蜡可以增加光杆负对于抽油井来说，油井结蜡可以增加光杆负荷，引起凡尔失灵、活塞卡死、堵死油管。因此，荷，引起凡尔失灵、活塞卡死、堵死油管。因此，研究油井结蜡对于维持油井正常生产，具有较大研究油井结蜡对于维持油井正常生产，具有较大的实际意义。由于结蜡部位不同，影响的严重程的实际意义。由于结蜡部位不同，影响的严重程度不同，现分为以下几种情况进行分析。度不同，现分为以下几种情况进行分析。对于
15、抽油井来说，油井结蜡可以增加光杆负荷，引起凡尔失 游动凡尔和固定凡尔结蜡，凡尔不能灵活地游动凡尔和固定凡尔结蜡，凡尔不能灵活地及时打开，从而引起漏失。并且，由于杆管结蜡，及时打开，从而引起漏失。并且，由于杆管结蜡，增大油流阻力。所以，当活塞上行时，光杆负荷增大油流阻力。所以，当活塞上行时，光杆负荷增加，超过了最大理论值，下行时，光杆负荷不增加，超过了最大理论值，下行时，光杆负荷不稳定，功图呈现出波浪起伏的变化。稳定，功图呈现出波浪起伏的变化。3.13.1、凡尔结蜡、凡尔结蜡 游动凡尔和固定凡尔结蜡，凡尔不能灵活地及时打开，从而 油管和抽油杆结蜡，会缩小油流通道，增大油流阻力，增大光杆负油管和抽
16、油杆结蜡，会缩小油流通道，增大油流阻力，增大光杆负荷，严重时，可将油管全部堵死，迫使油井停产。荷，严重时，可将油管全部堵死，迫使油井停产。3.23.2、油管和抽油杆结蜡、油管和抽油杆结蜡光杆上行时，由于结蜡所引起的附加阻力，使光杆上行时，由于结蜡所引起的附加阻力，使负荷在整个冲程中都超过了最大理论值；光杆负荷在整个冲程中都超过了最大理论值；光杆下行时，由于结蜡阻碍，负荷立即减小，当到下行时，由于结蜡阻碍，负荷立即减小，当到达结蜡严重部位，负荷就很快降到最小理论值达结蜡严重部位，负荷就很快降到最小理论值以下。所以，整个实测功图比理论示功图显得以下。所以，整个实测功图比理论示功图显得肥胖。肥胖。油
17、管和抽油杆结蜡，会缩小油流通道，增大油流阻力，增大光3.33.3、固定凡尔被蜡卡死、固定凡尔被蜡卡死 在上冲程时，由于固定凡尔卡死，井中有蜡影响，使抽在上冲程时，由于固定凡尔卡死，井中有蜡影响，使抽油杆的运动受到了阻碍，所以，实测示功图的最大负荷线超油杆的运动受到了阻碍，所以，实测示功图的最大负荷线超过了理论值，并有波浪式的变化。当活塞下行时，由于活塞过了理论值，并有波浪式的变化。当活塞下行时，由于活塞接触不到工作筒内的液面，游动凡尔打不开，光杆不能卸载。接触不到工作筒内的液面，游动凡尔打不开，光杆不能卸载。直到接触到工作筒内液面，光杆才开始卸载。所以，实测功直到接触到工作筒内液面，光杆才开始
18、卸载。所以，实测功图的最小负荷线接近于最大理论负荷线，直到下死点时，负图的最小负荷线接近于最大理论负荷线，直到下死点时，负荷才降到理论值。荷才降到理论值。3.3、固定凡尔被蜡卡死 在上冲程时，由于固定凡尔卡死实测蜡影响示功图 该井该井20022002年年8 8月日产液月日产液2626吨，日产油吨，日产油1 1吨，含水吨，含水96.1%96.1%，沉没度，沉没度14.2414.24米，上电流米，上电流/下下电流分别为电流分别为85/76A85/76A，日产液逐渐下降，日产液逐渐下降，200205200205日产液日产液1515吨，日产油吨，日产油2 2吨，含水吨，含水86.7%86.7%，沉没度
19、上升到沉没度上升到744744米，上下电流分别米，上下电流分别61/69A61/69A，200306200306月卡泵检泵，检出蜡堵。月卡泵检泵，检出蜡堵。该井2 0 0 2 年8 月日产液2 6 吨，日产油1 吨，含水9 6活塞上行时，油气混合物进入活塞上行时，油气混合物进入泵内，并且随着活塞继续向上泵内，并且随着活塞继续向上运动，泵内压力降低，溶解在运动，泵内压力降低，溶解在石油中的气体大量分离出来，石油中的气体大量分离出来，同时气体产生膨胀，使光杆载同时气体产生膨胀，使光杆载荷荷不能很快地增加到最大理论值。因此，增载过程变慢，直不能很快地增加到最大理论值。因此，增载过程变慢，直到到B1B
20、1点时，增荷才结束，固定凡尔才打开。所以，增载线点时，增荷才结束，固定凡尔才打开。所以，增载线AB1AB1较较ABAB的斜率小。的斜率小。活塞上行时，油气混合物进入泵内，并且随着活塞继续向上运动，泵当活塞下行时，泵内气体受到压当活塞下行时，泵内气体受到压缩，压力逐渐增大，直到被压缩缩，压力逐渐增大，直到被压缩的气体压力大于活塞上面的液柱的气体压力大于活塞上面的液柱压力时，游动凡尔打开。从图上压力时，游动凡尔打开。从图上CD1CD1线的变化情况来看，由于有个线的变化情况来看，由于有个活塞压气体的过程，光杆卸载活塞压气体的过程，光杆卸载较正常卸载缓慢，到了较正常卸载缓慢，到了D1D1点时，游动凡尔
21、被打开。光杆载荷点时，游动凡尔被打开。光杆载荷才降到最小理论值。因此，减载线才降到最小理论值。因此，减载线CD1CD1较增载线较增载线AB1AB1平缓，成平缓，成为一条向右下方弯曲的弧线。为一条向右下方弯曲的弧线。当活塞下行时，泵内气体受到压缩，压力逐渐增大，直到被压缩的气 气体压力大，光杆卸载快，气体压力大，光杆卸载快，弧线曲率小。反之，则弧线弧线曲率小。反之，则弧线曲率大。曲率中心位于弧线曲率大。曲率中心位于弧线的右下方。这条弧线是气体的右下方。这条弧线是气体影响示功图的显著特征。影响示功图的显著特征。气体压力大，光杆卸载快，弧线曲率小。反之，则弧线曲率大。曲 气体影响实测示功图在油井油气
22、比、动液面高，气体影响实测示功图在油井油气比、动液面高，而在泵井口处部分气体仍然溶解于石油中的情而在泵井口处部分气体仍然溶解于石油中的情况下抽油时，只有少量的气泡状游离气和油、况下抽油时，只有少量的气泡状游离气和油、气混合物一起进入泵内。活塞上行时分离出的气混合物一起进入泵内。活塞上行时分离出的溶解气占据活塞所让出的空间。因此，泵内原溶解气占据活塞所让出的空间。因此，泵内原油的充满系数大大降低。油的充满系数大大降低。4.1 气体使泵的充满系数降低 气体影响实测示功图在4.2.1 4.2.1 当泵的排量大于油井在该泵挂深度的供液能力时，在抽当泵的排量大于油井在该泵挂深度的供液能力时，在抽油过程中
23、，动液面逐渐降低，直至动液面降低到泵吸入口附近，油过程中，动液面逐渐降低，直至动液面降低到泵吸入口附近，套管气进入泵内。在整个上冲程中，泵内气体膨胀，固定凡尔套管气进入泵内。在整个上冲程中，泵内气体膨胀，固定凡尔打不开，在下冲程中，由于工作筒内无液面活塞压缩气体，运打不开，在下冲程中，由于工作筒内无液面活塞压缩气体，运行到下死点，泵内气体压力仍然小于活塞面积以上的液柱压力。行到下死点，泵内气体压力仍然小于活塞面积以上的液柱压力。所以游动凡尔打不开，泵不排油。所以游动凡尔打不开，泵不排油。4.2 凡尔“气锁”，泵不排油 4.2.1 当泵的排量大4.2.2 4.2.2 在油气比很高的抽油井中，由于
24、原油中的大量游离在油气比很高的抽油井中，由于原油中的大量游离气进入泵内，并随着活塞向上运动而膨胀占据活塞所让出气进入泵内，并随着活塞向上运动而膨胀占据活塞所让出的体积，致使游动凡尔、固定凡尔不能正常打开，泵不排的体积，致使游动凡尔、固定凡尔不能正常打开，泵不排油，整个图形靠近最大理论载荷线，减载线平缓，仍具有油，整个图形靠近最大理论载荷线，减载线平缓，仍具有气体影响的特征。即平常所说的气锁时的功图，功图形状气体影响的特征。即平常所说的气锁时的功图，功图形状和严重供液不足时的功图形状比较相象。和严重供液不足时的功图形状比较相象。4.2 凡尔“气锁”，泵不排油 4.2.2 在油气比很高当深井泵装置
25、完好时，抽汲过程中，液体不能及时充满泵的工作筒，致使泵的充满系数下降，排量降低，称之为供液能力差。造成供液能力差的原因有两种：a)深井泵的工作制度或抽汲参数组合不合理，泵的排出能力大于油层的供液能力，造成沉没度太小，液体充满不了泵筒。b)为了防止砂、气体影响泵的正常工作，在泵的下边装有砂锚、气锚、防砂筛管，当砂、蜡堵塞了部分或大部分进油孔道，致使液体进入泵筒的流动阻力增大，流量变小，动液面升高，液体不能及时充满泵筒。当深井泵装置完好时，抽汲过程中，液体不能及时充满泵的工作筒，PSS活活S光光P大大P小小PSS活活S光光P大大P小小没有充满充满更差充满极差充满最差当从上死点开始下冲程后，光杆负荷
26、不当从上死点开始下冲程后，光杆负荷不是立即减小，而是向下运动一段距离后是立即减小，而是向下运动一段距离后才减小，这段距离相当于泵筒中的未充才减小，这段距离相当于泵筒中的未充满高度。由于这段泵筒中无液体，所以满高度。由于这段泵筒中无液体，所以游动凡尔打不开，负荷仍和上冲程一游动凡尔打不开，负荷仍和上冲程一样，只是由于摩擦力、动负荷等方向的改变，使负荷有稍许降低。当活塞接触液样，只是由于摩擦力、动负荷等方向的改变，使负荷有稍许降低。当活塞接触液面开始压缩液体后，负荷开始转移，光杆开始卸载。面开始压缩液体后，负荷开始转移，光杆开始卸载。当从上死点开始下冲程后，光杆负荷不是立即减小，而是向下运动一PS
27、S活活S光光P大大P小小PSS活活S光光P大大P小小没有充满充满更差充满极差充满最差对一口井来说，抽油杆、油管、泵等对一口井来说，抽油杆、油管、泵等条件是固定不变的，因而，由它们所条件是固定不变的，因而，由它们所决定的弹性变形过程中的弹性系数也决定的弹性变形过程中的弹性系数也就随之固定不变。所以，卸载线和加就随之固定不变。所以，卸载线和加载线相互平行。载线相互平行。但是由于充满程度是可变的，卸载线要左右移动，卸载线越靠左，说但是由于充满程度是可变的，卸载线要左右移动，卸载线越靠左，说明泵的充满程度越不好。明泵的充满程度越不好。对一口井来说，抽油杆、油管、泵等条件是固定不变的，因而，由它PSS活
28、活S光光P大大P小小PSS活活S光光P大大P小小没有充满充满更差充满极差充满最差泵充满程度不好时示泵充满程度不好时示功图图形象一个菜刀功图图形象一个菜刀把，因此有人形象地把，因此有人形象地称此类图形为称此类图形为“刀把刀把”形。形。泵充满程度不好时示功图图形象一个菜刀把，因此有人形象地称此类沉没度沉没度29.71m 29.71m 进油部位堵塞，形成供液不足，进油部位堵塞，形成供液不足，应采取热洗解堵，热洗不成功应采取热洗解堵，热洗不成功如产量下降可采取检泵作业。如产量下降可采取检泵作业。沉没度沉没度611.1m 611.1m 沉没度沉没度493m493m产量下降产量下降泵效泵效13.2%13.
29、2%检泵发现金属防砂筛管被砂堵检泵发现金属防砂筛管被砂堵死死沉没度2 9.7 1 m 进油部位堵塞，形成供液不足，应采取热洗解明显地看出供液不足井示功图的明显特征，所不同的是由于井深、明显地看出供液不足井示功图的明显特征，所不同的是由于井深、动负荷增大和力传递的滞后，引起图形的扭转或波浪明显。动负荷增大和力传递的滞后，引起图形的扭转或波浪明显。明显地看出供液不足井示功图的明显特征，所不同的是由于井深、动 在实际功图分析过程中，由于供液不足和气体影响的功图理论界线不明显，致使在功图分析时同一功图不同人的分析结果不同。为此，从水利学的角度出发，计算了抽油泵完全充满所必须的沉没度界限:70mm70m
30、m以下泵，沉没度大于以下泵，沉没度大于8080米、泵效大于米、泵效大于35%,35%,分析气体影响，分析气体影响，泵效小于泵效小于35%35%、沉没度小于、沉没度小于8080米分析供液不足；米分析供液不足；70mm70mm以上泵，以上泵，沉没度大于沉没度大于100100米、泵效大于米、泵效大于35%,35%,分析气体影响，沉没度小于分析气体影响，沉没度小于100100米、泵效小于米、泵效小于35%,35%,分析供液不足。分析供液不足。在实际功图分析过程中，由于供液不足和气体影响的功图理 由于固定凡尔与凡尔座配合不严，凡尔座锥体装配不紧，凡尔罩内落入脏物或结蜡而卡住凡尔球等原因，都会造成泵的固定
31、凡尔漏失。泵在下井前，都经过检修、试压等一系列检查。一般因装配问题造成固定凡尔漏失的情况是比较少见的。固定凡尔漏失，决大部分的原因是由于油中含有砂蜡造成的。6.1 固定凡尔漏失在示功图上的表现 由于固定凡尔固定凡尔失灵有两种：固定凡尔失灵有两种：一种是长期的一种是长期的一种是偶尔的失灵一种是偶尔的失灵但二者在示功图的表现上都是一样的。但二者在示功图的表现上都是一样的。固定凡尔失灵有两种：6.1 固定凡尔漏失在示功图上的表现 当光杆从上死点开始下行时，固定凡尔关闭、活塞开始挤压泵筒中的液体。活塞挤压液体给液体一个作用力，使液体压力升高，液体反过来又给活塞一个反作用力，使光杆减载。当泵筒中液体的压
32、力超过油套环行空间液柱在凡尔座处形成的压力后，泵筒中的液体就从吸入部分的不严密处漏入井中。当光杆从上死点开始下行时，固定凡尔关闭、活塞开始挤压泵筒中的理论卸载线为一条直线，而吸入理论卸载线为一条直线，而吸入部分漏失时的卸载线为一向上凹部分漏失时的卸载线为一向上凹的曲线，其倾角（的曲线，其倾角（CDCD1 1D D），且），且漏失量越大，越比理论卸载线的漏失量越大，越比理论卸载线的倾角要小。倾角要小。由于固定凡尔漏失，使卸载时间由于固定凡尔漏失，使卸载时间延长。卸载时间延迟的结果是图延长。卸载时间延迟的结果是图形右上角变尖、右下角变圆。而形右上角变尖、右下角变圆。而且漏失量越严重，图形右上角变且
33、漏失量越严重，图形右上角变得越尖、右下角变得越圆。得越尖、右下角变得越圆。增载线比卸载线陡增载线比卸载线陡 示功图的左下角变圆，示功图的左下角变圆，而且，漏失越厉害，变而且，漏失越厉害，变得越圆得越圆 理论卸载线为一条直线，而吸入部分漏失时的卸载线为一向上凹的曲日液量由日液量由7 7下降到下降到0,0,沉没度由沉没度由4545米米上升到上升到672672米。米。日液量由7 下降到0,沉没度由4 5 米上升到6 7 2 米。6.1 日产液日产液26t9t,26t9t,沉没度沉没度157m1049m157m1049m憋泵：憋泵：2121个冲程压力个冲程压力0.53MPa-0.53MPa-2.0MP
34、a,2.0MPa,停机停机5 5分钟分钟,压力为压力为1.1MPa,1.1MPa,停机憋泵压力不升不降停机憋泵压力不升不降,泵漏失量泵漏失量增量增量+260ml/min+260ml/min，油管结蜡严重，油管结蜡严重，变形变形日产液2 6 t 9 t,沉没度1 5 7 m 1 0 4 9 m 6.1 固定6.2 6.2 排出部分的漏失对示功图的影响排出部分的漏失对示功图的影响 深井泵的排出部分包括游动凡尔和活塞。因此，该部分产生的漏失主要有两种原因造成：一是游动凡尔装配不严、磨损造成漏失；二是活塞和泵的衬套配合不紧密、间隙过大或因沉砂异物等磨损活塞引起的漏失。6.2 排出部分的漏失对示功图的影
35、响 深井泵的排出6.2 6.2 排出部分的漏失对示功图的影响排出部分的漏失对示功图的影响 当光杆开始上冲程运动时，活塞下当光杆开始上冲程运动时，活塞下面液体的压力随着抽油杆的伸长和活塞面液体的压力随着抽油杆的伸长和活塞被提升而逐渐下降，活塞上下之间随即被提升而逐渐下降，活塞上下之间随即产生压力差，使活塞上面的液体经漏失产生压力差，使活塞上面的液体经漏失处漏到处漏到活塞下面的工作筒，使得工作筒中的压力升高，与不漏失相比，此压活塞下面的工作筒，使得工作筒中的压力升高，与不漏失相比，此压力对活塞有力对活塞有“顶托顶托”作用，使光杆的负荷不能及时升到最大值，作用，使光杆的负荷不能及时升到最大值，6.2
36、 排出部分的漏失对示功图的影响 当光杆开始上冲6.2 6.2 排出部分的漏失对示功图的影响排出部分的漏失对示功图的影响固定凡尔要比不漏失时延迟打开，表固定凡尔要比不漏失时延迟打开，表现在示功图上如现在示功图上如ABAB1 1曲线所示。曲线所示。ABAB1 1曲曲线的形状与漏失部位有关。如果是游线的形状与漏失部位有关。如果是游动凡尔漏失，曲线向上凹动凡尔漏失，曲线向上凹(如如ABAB2 2)若若是活塞漏失，是活塞漏失，曲线向下凹曲线向下凹(如如ABAB1 1)，但在实际工作中，由于两部分都同时漏失，这一特，但在实际工作中，由于两部分都同时漏失，这一特点不明显，曲线多数如点不明显，曲线多数如ABA
37、B1 1曲线的形状，比正常工作时的增载线滞后。曲线的形状，比正常工作时的增载线滞后。6.2 排出部分的漏失对示功图的影响固定凡尔要比不漏失时延6.2 6.2 排出部分的漏失对示功图的影响排出部分的漏失对示功图的影响增载线的倾角比泵工作正增载线的倾角比泵工作正常时要小，倾角越小漏失常时要小，倾角越小漏失量越大。量越大。左上角和右上角圆滑，漏左上角和右上角圆滑，漏失量越大，其圆滑程度越失量越大，其圆滑程度越厉害。厉害。增载线为一条圆弧线，曲增载线为一条圆弧线，曲率中心位于示功图的右下率中心位于示功图的右下方。方。卸载线比增载线陡卸载线比增载线陡 6.2 排出部分的漏失对示功图的影响增载线的倾角比泵
38、工作正6.2 6.2 排出部分的漏失对示功图的影响排出部分的漏失对示功图的影响游动凡尔打开迟缓是由于砂、蜡游动凡尔打开迟缓是由于砂、蜡或泵筒脏等原因造成，在此情况或泵筒脏等原因造成，在此情况下，一般对该井进行热洗，就能下，一般对该井进行热洗，就能使功图恢复正常使功图恢复正常6.2 排出部分的漏失对示功图的影响游动凡尔打开迟缓是由于6.3 6.3 双凡尔同时漏失的功图双凡尔同时漏失的功图 在现场，由于砂蜡及磨损等原因，使游动凡尔和固定凡尔同时受到影响，区别只是程度不同罢了。游动凡尔和固定凡尔同时存在漏失时，这两部分还未达到完全失效或一部分完全失效，油井还在出油，示功图的四个角变为圆角。如果部分完
39、全失效，另一部分部分失效时，图形将以主要失效的那一部分而变动。6.3 双凡尔同时漏失的功图 在现场，由于砂蜡及磨损6.3 6.3 双凡尔同时漏失的功图双凡尔同时漏失的功图日 产 液日 产 液 7 3 t 5 3 t7 3 t 5 3 t，沉 没 度，沉 没 度473m718m473m718m。泵漏失量增量泵漏失量增量360ml/min360ml/min6.3 双凡尔同时漏失的功图日产液7 3 t 5 3 t，沉没度4 76.3 6.3 双凡尔同时漏失的功图双凡尔同时漏失的功图6.3 双凡尔同时漏失的功图7.17.1、活塞装置过高对示功图的影响、活塞装置过高对示功图的影响 活塞装置过高就是指活塞
40、与吸入凡尔之间的防冲距离太大，造成泵工作不活塞装置过高就是指活塞与吸入凡尔之间的防冲距离太大，造成泵工作不正常或根本不能工作。正常或根本不能工作。当活塞运行到当活塞运行到C C点时，负荷急剧下降，点时，负荷急剧下降，原因是活塞在此点开始脱出工作筒，原因是活塞在此点开始脱出工作筒，使活塞与工作筒的接触面急剧减少，使活塞与工作筒的接触面急剧减少，漏失量迅速增加，造成急剧减载。漏失量迅速增加，造成急剧减载。7.1、活塞装置过高对示功图的影响 活塞装置过高就是7.17.1、活塞装置过高对示功图的影响、活塞装置过高对示功图的影响 7.1、活塞装置过高对示功图的影响 油管磨漏b)为了防止砂、气体影响泵的正
41、常工作，在泵的下边装有砂锚、气锚、防砂筛管，当砂、蜡堵塞了部分或大部分进油孔道，致使液体进入泵筒的流动阻力增大，流量变小，动液面升高，液体不能及时充满泵筒。1MPa,停机憋泵压力不升不降,泵漏失量增量+260ml/min，油管结蜡严重，变形而且漏失量越严重，图形右上角变得越尖、右下角变得越圆。AB1曲线的形状与漏失部位有关。2 排出部分的漏失对示功图的影响由于固定凡尔漏失，使卸载时间延长。深井泵的排出部分包括游动凡尔和活塞。当下冲程时，油流同样向上顶活塞，并使固定凡尔和游动凡尔都处于开启的状态，造成光杆的负荷没有什么变化，负荷仍高于示功图的最小理论载荷线。此时，活塞上下液体连通，光杆上只承受抽
42、油杆在油中的重量；它表示光杆上负荷减少的过程。而且漏失量越严重，图形右上角变得越尖、右下角变得越圆。此时，光杆的负荷，只决定于断脱部位以上杆柱在液体中的重量和它与液体、防喷盒等的摩擦阻力。7.17.1、活塞装置过高对示功图的影响、活塞装置过高对示功图的影响 油管磨漏7.1、活塞装置过高对示功图的影响 7.17.1、活塞装置过高对示功图的影响、活塞装置过高对示功图的影响 在现场，有时油井作业后，油井根在现场，有时油井作业后，油井根本不出油，抽油杆柱丈量不准确，造成本不出油，抽油杆柱丈量不准确，造成活塞未下入工作筒，这种情况如图活塞未下入工作筒，这种情况如图7-6 7-6 7.1、活塞装置过高对示
43、功图的影响 在现场，有时油井7.2 7.2 活塞装置过低对示功图的影响活塞装置过低对示功图的影响 活塞装置过低，就是指泵的活塞和固定凡尔间的防冲距离调节的过小，活活塞装置过低，就是指泵的活塞和固定凡尔间的防冲距离调节的过小，活塞下行到下死点时，就会发生撞击。塞下行到下死点时，就会发生撞击。当活塞和固定凡尔罩相撞时，光杆上负荷当活塞和固定凡尔罩相撞时，光杆上负荷急剧降低，但因活塞又紧接着开始上行，急剧降低，但因活塞又紧接着开始上行，在示功图的右下角形成一个不规则且带环在示功图的右下角形成一个不规则且带环状的尾巴。同时，因碰撞引起了抽油杆柱状的尾巴。同时，因碰撞引起了抽油杆柱的强烈跳动，封闭不严，
44、造成漏失。的强烈跳动，封闭不严，造成漏失。7.2 活塞装置过低对示功图的影响 活塞装置过低，7.2 7.2 活塞装置过低对示功图的影响活塞装置过低对示功图的影响 图图1 1为轻微撞击，漏失不严重，看不为轻微撞击，漏失不严重，看不出来。出来。图图2 2为撞击严重，动载荷明显，双凡为撞击严重，动载荷明显，双凡尔漏失严重。尔漏失严重。7.2 活塞装置过低对示功图的影响 图1 为轻微撞击L为最小理论负荷线距基线的距离（毫米，按计算最小负荷线的方法算出）；由于固定凡尔与凡尔座配合不严，凡尔座锥体装配不紧，凡尔罩内落入脏物或结蜡而卡住凡尔球等原因，都会造成泵的固定凡尔漏失。但是由于抽油设备的震动、油井深度
45、使抽油杆柱受到较大的惯性力，以及冲次的加快，惯性载荷及震动载荷增加，使图形波动和偏转得更加厉害。在现场，由于砂蜡及磨损等原因，使游动凡尔和固定凡尔同时受到影响，区别只是程度不同罢了。2 排出部分的漏失对示功图的影响1 固定凡尔漏失在示功图上的表现抽油杆卸掉了这一载荷，油管上加上了这一载荷，于是二者又发生弹性变形，此时油管伸长，抽油杆柱缩短，光杆下行，活塞相对于泵筒没有移动，于是画出了CD斜线。所以，增载线AB1较AB的斜率小。图1为轻微撞击，漏失不严重，看不出来。如果油管的丝扣连接处未上紧或丝扣损坏，或因油管被磨损、腐蚀而产生裂缝和孔洞时，进入油管的液体就会从这些裂缝、孔洞及未上紧处重新漏入油
46、管套管间的环行空间。游动凡尔打开迟缓是由于砂、蜡或泵筒脏等原因造成，在此情况下，一般对该井进行热洗，就能使功图恢复正常图1为轻微撞击，漏失不严重，看不出来。1MPa,停机憋泵压力不升不降,泵漏失量增量+260ml/min，油管结蜡严重，变形L为最小理论负荷线距基线的距离（毫米，按计算最小负荷线的方法算出）；当弹性变形完毕，活塞开始上行，液体就通过游动凡尔向活塞以上转移，此过程中，光杆所受的负荷不变，于是画出直线DA。活塞装置过高就是指活塞与吸入凡尔之间的防冲距离太大，造成泵工作不正常或根本不能工作。7.2 7.2 活塞装置过低对示功图的影响活塞装置过低对示功图的影响 图图1 1为轻微撞击，漏失
47、不严重，为轻微撞击，漏失不严重，看不出来。看不出来。图图2 2为撞击严重，动载荷明显，双为撞击严重，动载荷明显，双凡尔漏失严重。凡尔漏失严重。L 为最小理论负荷线距基线的距离（毫米，按计算最小负荷线的方法7.3 7.3 上冲程碰挂对示功图的影响上冲程碰挂对示功图的影响 7.3 上冲程碰挂对示功图的影响 7.4 7.4 盘根过紧对示功图的影响盘根过紧对示功图的影响 7.4 盘根过紧对示功图的影响 当抽油杆由于弹性疲劳，深井当抽油杆由于弹性疲劳，深井泵遇卡使抽油杆柱超过拉伸屈服极泵遇卡使抽油杆柱超过拉伸屈服极限等原因而断裂，或由于抽油杆之限等原因而断裂，或由于抽油杆之间未上紧而发生脱扣、脱接器坏断
48、、间未上紧而发生脱扣、脱接器坏断、上凡尔罩断时，示功图将成为水平上凡尔罩断时，示功图将成为水平条带状。条带状。当抽油杆由于弹性疲劳，深井泵遇卡使抽油杆柱超过此时，光杆的负荷，只决定于断脱部位以此时，光杆的负荷，只决定于断脱部位以上杆柱在液体中的重量和它与液体、防喷上杆柱在液体中的重量和它与液体、防喷盒等的摩擦阻力。盒等的摩擦阻力。而图形的位置取决于断脱的位置。断脱的位置越深，图形越接近最小理论负而图形的位置取决于断脱的位置。断脱的位置越深，图形越接近最小理论负荷线，断脱的位置越浅，图形越接近基线。荷线，断脱的位置越浅，图形越接近基线。此时，光杆的负荷，只决定于断脱部位以上杆柱在液体中的重量和它
49、 抽油杆柱的断脱位置，可通过对示功图的计算大致推算出来。设：抽油杆柱的断脱位置，可通过对示功图的计算大致推算出来。设：L L为最小理论负荷线距基线的距离（毫米，为最小理论负荷线距基线的距离（毫米，按计算最小负荷线的方法算出）；按计算最小负荷线的方法算出）；L L断断为为实测断脱图形上下负荷线的平均中线距实测断脱图形上下负荷线的平均中线距基线的距离（从图中量得，毫米）；基线的距离（从图中量得，毫米）；h h为为抽油杆柱的深度（米）；抽油杆柱的深度（米）；h h断断为断脱处的为断脱处的深度深度 抽油杆柱的断脱位置，可通过对示功图的计算大致推算出来根据抽油杆在悬绳器处所形成的负荷和其深度成正比，可得
50、：根据抽油杆在悬绳器处所形成的负荷和其深度成正比，可得：L/LL/L断断=h/h=h/h断断对上式移项整理可得计算断脱部位深度的公式：对上式移项整理可得计算断脱部位深度的公式：h h断断=(L=(L断断 h h）/L/L该公式的计算结果和实际的断脱部位稍有出入，但基本是符合的该公式的计算结果和实际的断脱部位稍有出入，但基本是符合的根据抽油杆在悬绳器处所形成的负荷和其深度成正比，可得：8、抽脱接器断的实测功图(沉没度896m)上凡尔罩断的实测功图(沉没度906m)第104根杆脱的实测功图(沉没度968m)第25根杆脱的实测功图(沉没度1000m)8、抽油杆断脱、脱接器断、上凡尔罩断的示功图脱接器
